ZnO和ZnS一维纳米材料的合成与微观结构

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:guoke3zhang
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
本文采用热蒸发气相沉积的方法合成了ZnO和ZnS一维纳米材料。利用X射线衍射仪、拉曼光谱仪、扫描电子显微镜和高分辨透射电子显微镜研究了合成产物的形貌和微观结构,阐明了生长参数对ZnO和ZnS一维纳米结构的影响规律,揭示了几种特殊纳米结构的生长机制,并研究了部分纳米材料的荧光特性、场发射特性及亲疏水特性。通过调整实验参数,如压强、反应温度、衬底类型、源材料种类和比例等,利用气相沉积的方法合成了多种ZnO和ZnS一维纳米结构。用ZnS和碳粉为源材料,锌片作衬底,在900℃合成了ZnO塔状一维纳米结构。衬底类型和衬底温度对产物形貌有着重要的影响,锌衬底促进锌微米球前驱体进一步氧化成塔状的纳米结构。在其它参数不变的情况下,用硅片和钨片等作衬底则不能形成这种结构。用镀有10nm金膜的硅片作衬底,在900℃合成了ZnO环状纳米结构。这种结构的形成是极表面诱导的静电能和弯曲诱导的弹性能共同作用的结果,同时构成环的纳米带的厚度也是一个重要的因素。用金包敷的硅片作衬底,在1020℃合成了ZnO螺旋纳米结构。催化剂和ZnO纳米带界面处的堆剁层错导致了螺旋结构的形成。这种堆剁层错是由于金催化剂粒子移动过程中的局部扰动所导致,堆剁层错的形成导致界面处产生一个非零扭矩,诱导一个非对称生长的前端。进一步反应和自催化辅助生长导致了ZnO纳米螺旋的形成。用ZnS和碳粉的混合粉末作为源材料,在900℃合成ZnO-ZnS异质环状纳米结构。合成纳米环的内边缘有大量的齿存在,纳米环的平均厚度50纳米,宽度100纳米。当厚度超过100纳米时,构成环的纳米带将不会弯曲。合成的异质环状结构是由ZnS和ZnO晶格失配产生的应变所引起,即由于硫化锌的晶格大于氧化锌,在氧化锌和硫化锌晶体界面,氧化锌将产生拉伸张力而硫化锌则产生收缩张力,从而导致整个氧化锌纳米带/硫化锌纳米带/氧化锌纳米齿带状异质结构向有齿的一边弯曲,形成奇特的带状异质结齿轮结构。在1020℃,用简单的热蒸发ZnS粉末的方法在硅衬底上合成了锯齿状ZnS纳米结构。衬底温度对合成产物的形貌有重要影响,高温适合纳米带生长,低温适合纳米锯生长。由于不同的晶面表面化学活性的不同,导致纳米梳沿着(0001)Zn极性面的二次生长。在1100℃用ITO玻璃做衬底,合成了鱼骨状ZnS纳米结构,其主干长达几微米到十几微米,两边均匀分布大量的纳米棒,直径50到100nm,平均长度为500nm。
其他文献
如今的市场竞争日趋白热化,同行业之间除了在产品的质量和价格方面进行角逐外,越来越侧重于客户关系的管理。有位营销专家曾经说过这样一句话:"假如一种产品让用户第一次青睐
半导体陶瓷是一类具有半导体特性的无机非金属多晶材料,其敏感元件在微电子、光电、激光等高技术领域获得了广泛的应用。随着微电子技术的飞速发展,半导体陶瓷的微纳化已成为
近年来,碳化钨/钢基表层复合材料得到了较好的发展,有望在激冷激热工况下的冶金、机械等领域获得应用。但鉴于该类复合材料组织结构上的复杂性,欲解决以上应用问题,复合材料
贵金属纳米粒子较强的局域表面等离子共振(LSPR)使其具有独特的光学性质,由于这种性质在理论和应用方面具有很好的前景,而备受世人瞩目。特别是其传感性(能将周围介质折射率变化
作为一种新型的宽禁带半导体材料,ZnO具有直接带隙结构,室温下的禁带宽度约为3.37 eV,激子束缚能为60 meV,ZnO还具有原料丰富,成本低廉,对环境友好无污染等优点,使其在蓝紫光
本文采用碳热还原和雾化辅助的热蒸发法制备了具有独特结构的准一维ZnO纳米材料,研究了碳热还原法制备条件对ZnO形貌的影响规律,阐明了其影响机理。采用雾化辅助的热蒸发法实
本论文以分子力场为核心,研究计算化学方法在固体微介孔材料中的应用,着力于气体的吸附、扩散和催化转化过程。本工作中涉及到的微孔-介孔材料为沸石、金属有机架构材料(Metal
自组装多层膜已经引起了来自不同领域科学家的广泛关注。自组装多层膜主要存在于气/液或液/固界面上,且很容易通过层-层自组装技术来构建。1991年,Decher发展了一种基于阴、
近年来,纳米尺度结构的氧化物,尤其是纳米管、纳米线、纳米棒、纳米带等形貌特征的金属氧化物,因拥有奇异的性能特征,引起了科技领域的广泛关注。一维纳米材料在物理、生命、
介绍了高分子物理"课程教学中如何利用PPT文档的功能制作反映相关知识点的动画效果;介绍了PPT文件的制作艺术,如颜色的搭配、字体大小的选择,背景的选择等,以保证教室后排同